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太阳能照明系统控制器设计与蓄电池健康状况检测

更新时间：2020-04-01 01:45:20 大小：6M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：太阳能照明系统控制器蓄电池 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着全球能源形势的日趋紧张,太阳能光伏发电受到广泛关注。新型节能光源的出现使得太阳能路灯、庭院灯等照明系统越来越多的出现在我们日常生活中,太阳能照明系统逐渐得到广泛应用。

    太阳能照明系统具有绿色无污染、户外免维护、使用寿命长、可作为离网型光源使用、长期运行低成本等独特的优势。随着各国对太阳能照明系统投入的增加,太阳能照明在夜间照明、夜景美化等领域具有越来越高的市场占有率。

    铅酸蓄电池由于其优良的经济特性和稳定性得到广泛的使用,是电力能源等众多领域的重要储能元件,也是太阳能照明系统的电能储备器件。现有太阳能照明系统通常定期对铅酸蓄电池进行更换,缺乏对铅酸蓄电池健康状况的检测方法,无法掌握蓄电池的使用情况,定期更换容易导致蓄电池提前报废或者过度使用。

    本课题在研究过程中主要做了以下几个方面的工作:

    1)对太阳能照明系统进行分析,研究太阳能电池光伏发电原理、光照强度和温度影响特性、测试影响系统设计的主要因素,通过检测太阳能电池板特性参数来判别光照强度;研究铅酸蓄电池的电化学反应原理、充电特性和放电特性,研究充放电过程中蓄电池状态检测的方法,实现充电模式判别、防止过度冲电、防止过度放电、低电压保护等功能;研究LED照明光源和普通直流光源,结合控制器设计效果和蓄电池性能选择合适光源。

    2)设计充电方法,在充电初期注重充电效率,对于功率较大的系统采用最大功率跟踪的方法进行充电,保证太阳能电池运行在最大的输出功率,提高系统效率;充电后期通过PWM信号调整充电控制波形,对蓄电池进行充电的同时,减少蓄电池内部积聚气体,减小内压,降低对蓄电池的伤害;充电末期采用极小电流进行充电,维持蓄电池电压不再升高保证蓄电池不受损坏的同时尽量使蓄电池保持最大电容量。

    3)分析最大功率跟踪原理,结合升降压电路,得出最大功率跟踪等效电路,建立最大功率跟踪的数学模型,找到太阳能电池输出功率的控制变量,通过对该变量的控制实现太阳能电池输出功率的控制,系统设计时根据性能要求采取不同的最大功率跟踪控制策略。

    4)完成控制器的硬件和软件设计并进行功能测试。设计太阳能电池、铅酸蓄电池、照明光源的共阳极接法,采用PIC单片机作为主控芯片,设计充放电回...

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